Python函数定义到执行全过程详解

Python函数并非简单的代码块，而是在def语句执行时就创建的完整对象，其默认参数、闭包变量和装饰器逻辑均在定义时刻求值或绑定，而非调用时；这导致了诸如可变默认参数复用、循环中闭包变量“滞后”、装饰器参数必须静态确定等常见陷阱；同时，函数的作用域链（LEGB）在定义时即已固化，虽调用时才执行函数体，但名字解析路径早已锁定；此外，间接调用（如getattr、partial、eval）会带来显著性能损耗，而函数对象本身高度可检视、可操作的特性，既赋予强大灵活性，也埋下调试与维护隐患——真正影响程序稳定性与可预测性的，往往正是这些悄无声息发生在定义阶段的细节。

函数对象在定义时就创建了

Python 函数不是“写完就能用”的指令流，而是一个实实在在的 function 对象，在 def 语句执行那一刻就生成了。这意味着：默认参数值、闭包变量、装饰器逻辑，全都在定义时求值或绑定——不是调用时。

常见错误现象：def append_to(item, lst=[]): lst.append(item); return lst，多次调用会复用同一个 lst，因为 [] 在定义时就被实例化了一次。

• 默认参数尽量用 None 代替可变对象：def append_to(item, lst=None): lst = [] if lst is None else lst
• 闭包中循环变量容易“滞后”：funcs = [lambda: i for i in range(3)] 全部返回 2；应写成 lambda i=i: i 显式捕获当前值
• 装饰器如 @lru_cache 在定义时就包装函数，所以 maxsize 参数必须是定义时确定的值，不能依赖运行时变量

调用时才执行函数体，但作用域链已固定

函数体里的代码，只在你调用它（比如 my_func()）时执行。但它的名字查找规则——LEGB（Local → Enclosing → Global → Built-in）——在定义时就锁死了。换句话说，嵌套函数能访问外层变量，不是因为“调用时外层还活着”，而是因为定义时就记住了那个 enclosing scope 的引用。

使用场景：工厂函数、回调封装、延迟计算。

• 如果外层函数返回后，其局部变量被内层函数引用，Python 会自动构造一个 cell 对象维持该变量存活，不是靠栈帧残留
• nonlocal 和 global 只影响赋值行为，不影响读取——读取永远按 LEGB 查找，无需声明
• 动态修改 globals() 或 locals() 不会影响函数实际作用域，exec 里定义的函数也遵循同样规则，但要注意命名空间隔离

函数调用开销小，但间接调用代价明显

直接调用 func() 很快，因为 CPython 对普通函数调用做了大量优化。但一旦绕过直接引用，性能就会掉一截。

性能影响：

• 通过字符串名查函数：getattr(module, 'func')() 比直接 func() 慢 3–5 倍，主要是属性查找 + 调用两步开销
• 用 functools.partial 包装后调用，比原生函数慢约 1.5 倍；而 lambda 封装几乎无额外成本（本质也是 function 对象）
• 频繁用 eval('func()') 是灾难——每次都要解析+编译+执行，且无法被任何优化机制覆盖

函数对象本身可被检查、修改、替换

Python 把函数当普通对象对待，你可以读它的 __code__、改它的 __globals__、甚至用 types.FunctionType 手动造一个函数。这既是灵活性来源，也是调试和热更的基础。

容易踩的坑：

• func.__code__ 是只读的，想换字节码得用第三方库（如 bytecode），不能直接赋值
• 修改 func.__globals__ 会影响所有共享该全局命名空间的函数，包括内置函数（如果它们恰好从同个模块导入）
• 用 inspect.signature() 获取参数信息时，装饰器可能遮蔽原始签名；需要确保装饰器用了 @functools.wraps(func)，否则 __wrapped__ 链断裂

理论要掌握，实操不能落！以上关于《Python函数定义到执行全过程详解》的详细介绍，大家都掌握了吧！如果想要继续提升自己的能力，那么就来关注golang学习网公众号吧！